信息技术融入物理教学：价值、困境与应用策略重构

文∣邓李君

一、信息技术融入物理教学的价值

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020 年)》指出，信息技术对教育发展有革命性影响，必须予以高度重视。信息技术融入学科教学是第三次教育革命的主要特征，是世界教育改革发展的必然趋势。信息技术融入教育教学，是教育信息化的重要途径，正在引发教育教学整体变革，核心是推动教育教学创新，包括教育观念、教学模式、教学环境、教学内容、教学评价、教学手段的创新。进入21世纪以后，早期的“黑板+粉笔”和“课本+纸笔”的传统低效物理教学模式已经发生质变：黑板扩展为多功能交互式电子白板，课本扩展为纸质书和电子音响视频资源，纸笔扩展为答题器、平板电脑、电子草稿纸等；幻灯机演变为手机平板投屏技术；传统作业批改扩展为QQ、钉钉软件提交，手机电子批改；传统测试方式扩展为“一起作业”“问卷星”测试。信息技术的引入，贯穿课前、课中、课后，提升了物理教学效率，深刻地改变了物理教学样态，影响了物理教学走向，凸显出技术的威力和价值。“技术”已经为教育插上了神奇的翅膀，为实现现代教学创造了无限的可能性。[1]

二、信息技术融入物理教学的困境

(一)“过量使用”导致物理教学“舍本逐末”

物理教学不仅包含课堂教学，还包括教学工作系统：课前预习、课后复习、课外物理综合实践活动、学法指导等，信息技术已渗透到物理教学的各个方面。物理教学中，教师对信息技术的“过量使用”有如下表现：教师在课前预习方面，既布置纸质学案、课文预习和习题，又通过QQ、钉钉等互联网软件让学生预习课件、微课、视频资源以及“问卷星”前测题，过量的信息技术干预导致学生在课前预习中负担过重。课堂教学中，教师播放过多课件，精美的图片和视频冲淡了物理教学的主题，抑或过多使用答题器、平板电脑，减弱了学生纸笔计算的动手训练等。课后，教师过多使用“一起作业”“猿题库”等教育软件布置作业，过度的无纸化自动批改降低了作业的情感交流功能，教学失去了温度。学法指导中，教师过于看重信息技术软硬件，例如向学生推荐电子错题本、智能题库、百度查资料等，长时间地注视电子产品损伤了学生视力。物理教学中对信息技术盲目崇拜和过度使用，无异于“买椟还珠”，信息技术的漂亮外表遮蔽了物理教学的内涵与本质。

(二)“使用不足”导致物理教学“事倍功半”

物理教学对信息技术“使用不足”主要表现与前述情况相反：课前预习，教师只布置纸质作业，学生的预习资源匮乏，只有课本和练习册，预习效率低下，所获小；课中，教师主要依靠粉笔和黑板授课，不使用或者很少使用多媒体课件、智慧课堂教学系统，教师的教学局限于“教教材”，限制了学生的物理学习视野，教师在黑板上板书物理习题浪费了教学时间，影响了课堂容量；课后复习中，教师只采用面对面形式辅导学生，而不使用QQ、微信等互联网工具答疑解惑。狭隘的时空要求、陈旧呆板的方式限制了辅导学生的数量和频率。信息技术使用上的匮乏，不仅影响了物理教学效率，降低了教学效果，还影响了学生信息素养的培养，与国家信息教育方针政策格格不入。

(三)“不当使用”导致物理教学“误入歧途”

信息技术的“不当使用”是属于目标没问题，但方法有问题的情形。在物理教学中，表现为用“虚拟实验室”软件做实验代替学生真实情境下的动手实验，模拟仿真实验在提高物理学习效率的同时，伤害了学生的实践能力；用智慧课堂系统软件的“随机抽点”功能从学生名单中随机抽出学生回答问题，代替了教师出于自己观察学生的点名提问，在增加教学趣味性的同时，丧失了个性化教学的针对性；用平板电脑作图软件连接电路图、画光学图，使用计算器计算，代替了学生纸笔作图与计算，在节省纸墨的同时，却牺牲了学生的书写与训练；用实验视频教学代替教师的现场演示实验，注重预设和教学的正确性，但缺少了教学生成、情感交融的现场感。

三、信息技术融入物理教学的应用策略重构

在教学实践活动中, 使用信息技术取得的教学成果, 其实并非发轫于技术, 主要是由理念、思想和观点决定的。[2]信息技术与物理教学融合，其本质不是信息技术成为教学成效的主体，而是物理教学在信息技术的辅助和催化下，实现信息技术的教学潜能和学生的发展潜能的统一，实现效率、效果和效能的统一。“信息技术如何避免错误，正确融入物理教学，重构应用策略”，这必然是理念、思想、观点先立，原则、路径后行，知行统一。

(一)树立教学为主、技术为辅的观念，开展基于目标、内容、活动、评价的深度备课

信息技术是物理教学的辅助工具，教师需要树立以物理教学为主、技术为辅的观念，不能因为信息技术的强大而丧失了物理教学的自信，使其“喧宾夺主”。在任何时候，物理学科内容和物理教学方法都是主体，教师在备课中要抓住这个主要问题。信息技术在物理教学使用中出现偏差，基本上都是观念与备课环节出了问题。具体而言，首先，教师要基于物理课程标准的教学目标，从知识、能力、情感三维与核心素养目标入手，深入分析，融入每一节课的教学设计中；其次，教师要根据目标研读教学内容，根据内容设计教学活动、教学方法，要结合教学内容、活动、方法因地制宜地考虑信息技术的使用；最后，教师要设计评价机制，根据课堂和课外效果的评价检视信息技术的融入效果。

(二)梳理和重构物理教学中应用信息技术遵循的若干原则

信息技术融入物理教学，应该以解决教学痛点为原则，而不是泛滥引入、拒绝引入、不当引入。教学痛点分为三个方面：一是教学内容的痛点，二是教师的痛点，三是学生的痛点。

其一，用精益求精的态度解决教学内容的痛点。物理教学内容有很多不适合采用传统的讲授法，因此成为教学痛点，此时就特别需要信息技术的介入。如何判断物理教学内容的痛点，从而融入信息技术化解痛点？有以下主要原则可以借鉴：一是化小为大。对于一些微小不易观察的物理规律和现象，采用信息技术放大规律和现象，促进学生理解。例如用图片或视频放大“力使桌面产生的微小形变”、放大“光滑木块表面的凹凸不平”来探究摩擦力产生的原因，放大“分子热运动现象”等。二是化远为近。将一些空间遥远、历史悠久的物理事例用多媒体呈现在学生眼前，让遥不可及的事例变得熟悉和亲近，增强学生对知识的同化。例如，用多媒体呈现日食、月食形成过程及原理,播放“死海不死”的浮力现象视频，呈现杠杆演变的历史图片等。三是动静转化。将一些变化迅速的动态过程用慢镜头定格、分解，或将割裂的、静态的现象串联到一起，形成完整的动态变化规律，目的是降低难度，促进学生对知识的顺应和同化。例如，研究弹簧往复伸缩过程中弹性势能和动能的转化，就可以借助信息技术将动态过程分解，抓取几个关键定格点的弹簧形变图像，然后加以静态分析，突破难点；探究凸透镜成像规律的实验以及物像位置和运动变化规律时，就可以利用Flash技术，将物像各个位置和大小形状等碎片化的图片串联到一起，形成物像运动变化的完整过程，有利于学生整体上建构凸透镜成像规律。四是化抽象为具体。将一些抽象的物理概念化为形象具体的事物，促进学生由感性认识上升为理性认识。例如，将抽象的“电流”概念类比为“水流”，并用课件动画展示出来；将音色、音调、响度的特征用示波器的波形、波个数、波幅形象地展示等。五是化隐为显。将一些不易观察的现象用多媒体显示出来，例如凸透镜成的虚像。

其二，用事半功倍的理念解决教师的痛点。教师的痛点主要是课前预习学情难以掌握、课中当堂训练难以批改、课后缺少和学生的交流、批改作业耗费时间等。信息技术解决痛点的原则主要是方便、及时、减负。例如，课前教师可以用“问卷星”布置物理预习作业，让学生预习课文后，在“问卷星”上做一定数量的物理预习测试题，学生做完提交后，教师可以立即看到学生做题得分排行榜、每个学生错题数、全班错题大数据等信息，即可以立即根据学情调整教学设计，避免了传统纸笔作业模式下的延时性，省去了交、改作业的人工环节，方便省事，同时也减轻了教师批改作业的负担，可谓一举多得。课中，教师可以利用智慧课堂答题器，让学生输入物理学案上的当堂训练题目答案，让全班学生的答题正确率立即呈现在多媒体上，教师可以根据答题大数据决定精讲哪些错题，精准且高效。课后，教师可以通过QQ群和学生交流上课收获，个性化在线答疑。

其三，用因材施教理念解决学生的痛点。学生的物理学习痛点主要有完成的作业得不到及时全面的批改、学习困难得不到及时解决、缺少和教师交流的机会等。如前述，作业痛点可以通过“问卷星”做题得到及时的批改和反馈，实验练习不足可以通过线下“物理实验盒”+线上“虚拟仿真物理实验室”软件进行训练来弥补，学习困难可以通过反复观看微课视频和“猿题库”针对性做题加以突破，和物理教师的交流可以通过QQ和微信等即时通信工具泛在性解决。信息技术的融入，使物理学习按需定制逐渐成为现实。

(三)建立信息技术融入物理教学的一般路径——选择、组合、优化、反思

教师在深度备课和把握信息技术融入物理教学的原则基础上，要在物理教学设计中真正融入信息技术，路径是选择、组合、优化、反思。教师在选择信息技术工具之前，先要收集、熟悉、分析各种信息技术工具，做到心中有数。(如表1，供参考)然后，通过选择，教师要初步确定使用哪些信息技术工具；通过组合，教师要确定课前、课中、课后分别使用什么信息技术工具，什么教学内容用什么信息技术工具，先后顺序如何，不同学情的班级使用信息技术工具的差异，课堂中发生停电或设备故障等突发情况如何应对等。优化和反思主要是针对课后环节，教师教学完成后，要反思所选择和组合使用的信息技术工具是否有优化的空间；要评估信息技术是否促进了物理教学；软件是否有更新和迭代。通过优化和反思，教师要积极学习各种有利于物理教学的信息技术软件、硬件，这样，教师就能够遵循“深度备课—深度融入—高效实践—优化迭代”的螺旋式教学理念，步入信息技术融入物理教学的正确路径上。

表1 信息技术工具

四、结语

信息技术融入物理教学，需要教育技术产品方便易学，需要与教师现有的教学方法相兼容，需要教育技术产品有很好的稳定性，还需要教师对信息技术的整合。整合的场所不在教室，不在课堂，而是在教师的头脑里。教师应用信息技术还要充分考虑学生使用的问题：一是如何发挥信息技术的工具效能，体现学生的学习主体地位；二是如何利用信息技术拟人、拟物的作用，构建有利于学生学习的情境，为学生提供更好的学习体验；三是为学生使用信息技术提供丰富的情境、完整的知识体系，而不是仅仅提供碎片化的学习资源。[3]基于信息技术融入物理教学的误区和重构应用的策略，如何设计信息化的物理教学活动, 如何发挥教师的教学设计与实施能力，如何追求教学的最优化，这才是核心。